二恶英

垃圾焚烧炉中排放的二噁英是由破坏和形 成过程之间平衡产生的。
• 目前，中国有160处MSWI，每天可处理5万吨城市 固体废弃物。 • 从下表中看出中国的二噁英排放标准还没有与国 际接轨，二噁英排放量远远超过国际标准。
对二噁英的未来展望
• 1 虽然上述提到许多城市固体废弃物燃烧炉进行 技术上的改进，但实现的可能性仍需要一段很长 的路要走。 • 2 城市固体废弃物在进行焚烧处理时，可以进行 适当的分类回收处理（尤其是含氯类物质）。 • 3 对于焚烧炉内二噁英的形成需要一些金属催化 剂，所以可以采取一些措施抑制这些催化剂（氧 化等）。 • 4 管理方面进行提高，比如中国应该制定相应的 管理措施；将二噁英的排放量纳入政府官员的政 绩上。 • 5 使用容量较小的焚烧炉，控制二噁英的产生。
烟气的处理方法
颗 粒 物 的 收 集
洗 涤 器 或 喷 雾 吸 收 器
工吸 艺附 剂 或 流 动 注 射
床用 工吸 艺附 剂 循 环 流 化
固 定 或 移 动 床 工 艺
二 恶 英 催 化 收集： 结合颗粒的二噁英可以用集尘器来消除。 温度在200度以下，结合颗粒的二噁英克服 了从头合成。织物过滤器和静电除尘器 （ESP）在去除结合颗粒的二恶英上具有不 错的效率，并且在焚烧过程中作为集尘器。 据观察，随着复合系统的使用 ，二噁英的 去除率可到到90-92％，
对人类的健康的影响
• 二噁英进入人体的途径主要有呼吸吸入，皮肤接
触和食物吃入三种途径，其中食物吃入是最主要 的进入人体的途径（90%）。 • 最毒的TCDD的半衰期通常在啮齿动物中是2-4周， 但是，在人类中随着个人差异，半衰期已经被估 计为7-11年。
焚烧
城市生活垃圾焚烧炉、 医疗废物焚烧炉、危险 废物焚烧炉、污泥焚烧 炉
•
二噁英类物质毒性：致死 作用与“消瘦综合征”、 胸腺萎缩、氯痤疮、肝毒 性、免疫毒性、生殖毒性、 发育毒性、致畸性和致癌 性，作为内分泌干扰物可 造成雄性雌性化，因此， 二噁英有“世纪之毒”之 称。
• 1997年WHO把二噁英列为 第一类致癌物质。1998年 WHO规定二噁英的致癌风 险剂量为1 pg/kg-4 pg/kg。
3 水热处理: 它是基于T / RH/ T的关系（温度，相对湿度和 时间）的物理化学过程。二噁英分解的有效 溶液是含氢氧化钠的甲醇;含有1100ng g-1总二 噁英使用该溶液在300度20分钟水热处理后， 发现只有0.45ng g-1总二噁英。
在中国MSWI排放的二噁英
• 在中国，每年产生超过150百万吨城市固体废物， 并且以8-10％的年增长率继续增长着。 • 在中国，城市固体废弃物（MSW）焚烧应被视为 一个高优先级的二噁英排放源（338 g ITEQ/year）。在中国焚烧产生二噁英比发达国家 更高排放率，这是由于焚烧技术和烟气净化上的 差距以及管理不当造成的。
燃烧 燃烧
水泥窑、木材燃烧、柴 油车、火葬场、在垃圾 填埋场不受控制的火灾 等
Sources of Dioxins
储存过程 工业来源 纸浆和造纸厂、冶 金工业、化工厂等
生物过程、光化学 过程、偶然的来源 和杂项来源
MSWI产生的二噁英的处理方法
• 随着城市化快速发展，城市固体废弃物越来越多， 堆积如山的垃圾需要寻找可靠的处理方式。 • 与其他废弃物的处理相比， 焚烧呈现许多优势， 如体积减少，能量回收和消除致病体等。因此， 这个过程被监管机构认为作为 减少和处置城市生 活垃圾的战略选择。 • 在20世纪70年代，在荷兰首次在城市固体废弃物 圾焚烧炉(MSWI)中检测到 二噁英。由于其显着的 毒性，受到公众、监管机构和科学界的长期关注。
• 2 紫外线照射（光解）：
此过程使用光来产生导带（CB）电子与价带（VB）孔 （e-和H+），它能够在半导体上启动氧化还原反应。二氧 化钛已经主要被用作半导体光催化剂。二氧化钛的VB孔是 强氧化剂 ，发起降解二噁英。处理后终产物是二氧化碳和 HCl。 光催化降解高氯代二噁英化合物发现降解随二恶英氯代 数目增加而减少，和随光的强度和二氧化钛涂层的重量而 增加。
由于二噁英的苯环骨架上氯原子的数目和位 置的不同，PCDD有75种，PCDF有135种， dl-PCB有209种。
二噁英的理化性质
二噁英的物理化学特性相似，平均分子量321.96， 无色、无味，沸点与熔点较高, 熔点302-305℃， 500℃开始分解，850℃以上高温下停留超2s,即可 分解 99.99%，非极性的，水不溶性的，亲脂性的， 具有稳定的化学性质。 在环境中具有以下4个共同特征：
• 2 洗涤器或喷雾吸收器： ESP之前的洗涤器为减少垃圾焚烧炉中二 噁英排放已使用多年 。吸收剂（石灰浆） 在喷淋塔中被雾化。烟气首先被液相吸收， 然后被固相吸收。石灰浆与在反应器内的 燃烧气体混合 。该石灰的中和能力降低在 反应器中酸性气体成分的百分比（例如， HCl和SO2 气体）。
• 3 具有吸附回收功能的流化床工艺：
• 垃圾焚烧过程中PCDD/Fs的形成机理主要有4种方式:(1)PCDD/Fs 在垃圾中已经存在；(2)高温气相生成；(3)从头合成（200400℃）；(4)前驱物合成。其中，(2)为均相反应，(3)和(4)为非 均相反应。 • 焚烧过程中主要有上述(2)、(3)、(4) 3种途径生成二噁英类物质, 在特定的燃烧环境中,其生成量有所不同,一般情况下 为:(2)<<(3)<(4)。
城市固体垃圾焚烧产生大量的粉煤灰，在飞灰 -1,因此， 中的二恶英浓度变化从 100-5000ng kg • 城市生活垃圾焚烧产 也需要进行处理。 生大量的粉煤灰，其 中二噁英的浓度变化 粉 煤 至5000ng kg-1， 低温等离子体 从100 灰 所以也要进行处理。 紫外线照射（光解） 的
处 理 方 法
参考文献
• [1] PS Kulkarni et al.Dioxins[J]. Encyclopedia of Environmental Health.2011:83-92； • [2] Hefa Cheng et al.Curbing dioxin emissions from municipal solid waste incineration in China:Re-thinking about management policies and practices[J].Environmental Pollution. 2010(6):2809-2814; • [3] Yun Pan et al.Characteristics of dioxins content in fly ash from municipal solid waste incinerators in China[J]. Chemosphere.2013(5):765–771;
脂溶性 环境中稳定性
热稳定性
低挥发性
脂溶性
环境中稳定性
二噁英的毒性
• 当苯环上氯的取代位置在2,3,7,8上，75中 PCDD同系物中有7中，135种PCDF同系物中 有10种，209种PCB同系物中有12种是有较 强毒性的。 • 在整个二噁英中，2,3,7,8-四氯-对-二噁英 （TCDD）是一直已知的最毒的人工合成化 合物 。
化学反应 水热处理 超临界水氧化 热处理
• 1 低温等离子体：
低温等离子体对二噁英的破坏应用相对于传统控制设备 有几个优势（具有环境温度条件下、低维护和非常低浓 度）。此外，它不需要辅助燃料，并消除了处置问题以及 由含硫或含卤素的化合物引起的敏感性中毒。 据观察，不同的异构体化合物，显示出不同的毒性去除 效果，且较高的毒性化合物有较高的分解效率。 异构体 2,3,7,8-TCDD具有最高毒性，表现出最高的破坏效率（81 ％）。
城市固体废弃物焚烧(MSWI)与二噁英
姓名：程伟 学号：SA13008134
目
录
二噁英相关的背景知 识 MSWI产生二噁英的处理方法 中国MSWI排放的二噁英 二噁英的未来展 望 参 考 文 献
什么是二噁英？
二噁英是一类结构和化学性质相关多卤代芳香烃， 其主要包括多氯二苯并-对-二噁英（PCDDs），多 氯二苯并呋喃（PCDFs）和‘二噁英类’多氯联苯 （dl-PCBs）。
• [4] Ange Nzihou et al.Dioxin emissions from municipal solid waste incinerators (MSWIs) in France[J].Waste Management. 2012(6):2273–2277;
• [5] 曹玉春等.垃圾焚烧炉中二噁英生成机理的研究进展[J].研究 论文.2004(10):15-20。
在这个过程中，烟气从炉排的底部通过，并形成焦炭的 流化床，该流化床是在温度约100-120℃下用烟煤和惰性 材料（石灰石或石灰）组成的。吸附剂在集尘器中从烟气 中被分离 ，并再循环至流化床。通常，吸附剂可以多次循 环使用，这样一来，就可以收集其他酸性组分如HCl、HF 和SO 2。 流化床工艺的优点在于吸附剂很高的停留时间和吸附剂更 好地利用，因为在系统中有利的传质和传热条件和较长的 固体停留时间。
• 4 二噁英的催化分解：
在NOx气体中的选择性催化还原（SCR）方法也 可以被用于二噁英的治理。在烟气中NOx选择性还 原所使用的催化剂可抑制了85％的二噁英的形成。 该催化剂主要是由钛（Ti），钒（V）和钨（W） 的氧化物组成。 SCR比其他方法的优点在于消除了残余物复杂的 处理问题。
粉煤灰的处理 粉煤灰的处理
• 据观察，进入环境中的二噁英类物质主要 来自焚烧和燃烧产生的烟气，以及粉煤灰 中形成的二噁英。
烟气的处理
• 在烟气中二噁英类物质的成分变化范围为1 〜500ng I-TEQ m-3。
• 因此，在释放到环境前，处理烟气使其降 低到可接受的浓度限度（0.1ng I-TEQ m-3） 是很重要的，所以需要采取措施来减少烟 气中的二噁英。